08.31 德國某大學化學實驗室,大家一起感受

德國某大學化學實驗室,大家一起感受

在德國已經不知不覺過了一個半月,

在實驗室開始做實驗也已經有一個月整了。

現在就把到德國以來進入課題組的見聞碼點字。

化學系的有機研究所裡是個大課題組,總共編制人數在30多人,包括導師1人,秘書1人(是系裡的秘書,主要為這個組服務),固定工作人員4人(負責日常運行管理,如採購,管理公共儀器,網絡等;也做一些研究),研究生20人(包括博士生和碩士生),博士後5人。

另外,還有2個小老闆這個組內做Habliitation,也就是新人想取得教授資格需要在已有的大課題組內進行的一段時間的研究工作(利用這個組內的資源,但發表論文是獨立的), 他們的學生也和我們組一起開組會。

實驗室條件

化學系的實驗樓裡十分寬敞,大廳、走廊和實驗室空間都很大,比北大實驗樓每層的空間要高。實驗樓共6層,分為公共區(上課的大教室、圖書館、咖啡廳等)、有機、無機、分析和物化五個區域,每個區域都用不同的顏色標記。

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系裡的地圖,標出了5個不同區域的位置和課題組的房間號。

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我所在的有機研究所主體色是綠色,所以大門、牆壁和樓梯扶手全是綠色的。

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合成實驗室。一個人佔用一個通風櫥和一整條實驗臺。每人配備一臺旋蒸和一個油泵真空線。

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每個實驗室有6條這樣的臺子,但一般一條為公用,每個實驗室可以容納5個人工作。比北大同樣容納5個人工作的實驗室寬敞多了。

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我的通風櫥。左邊的兩個桶是廢液桶,和北大一樣要分為含滷有機廢液和一般有機廢液。進行了萃取之後的水層也要倒入無機廢液桶中,分為酸性和鹼性廢液。

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這邊也有鋁塊做的平行反應器,不過比國內的簡陋。篩反應時湊合用吧。

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旋蒸是海道爾夫的,典型的德國品牌。不如北大Büchi的旋蒸高級,升降是手動的;也沒有配備冷卻泵,只能用循環水冷卻。氣泵比國內的好一些,在出口端配備了溶劑回收裝置,出氣端接入通風櫥,旋的時候不會有氣味出來。

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每臺旋蒸都配備了壓力控制器,用起來很方便,旋低沸點溶劑的時候可以自動控制較低的真空度,液體就不會爆沸衝出燒瓶了。

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平時上網、寫字、查資料的地方就在靠窗的長臺子上,與上海有機所的實驗室類似。

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組裡還有個“廚房”,每天下午3點大家來此喝咖啡聊天。

來之前還以為德國是有機化學的發源地,並且是一個重視產品質量的國家,所用的玻璃儀器應該是很好的吧。結果到實驗室之後打開抽屜和櫃子,發現我們所用的儀器居然比北大差勁的多。不少錐形瓶都是破口的,圓底燒瓶上也淨是劃痕,所用的玻璃也很薄,並沒有厚重結實的感覺。懷念北大組裡的欣維爾儀器啊...

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洗玻璃儀器用的機器

不過這裡洗瓶子倒是省事,攢夠了足夠多的瓶子,塞到洗瓶機裡去就可以了。機器會自動把瓶子洗乾淨,再用純水潤洗,最後烘到半乾。只要把瓶子拿出去放在烘箱裡過一夜就完全乾淨了。不用自己拿著毛刷費勁地洗啦!

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洗瓶機裡剛洗完的一批瓶子。放瓶子時需要一個個口朝下掛在架子上,是使用它唯一麻煩的地方。

組裡有專人負責所有物品的訂購,需要新的玻璃儀器和耗材只要找負責的人要就行了。他們事先買了大批的玻璃瓶、膠塞、滴管、手套、注射器、雙連球等,隨時都可以去要。這邊的試劑也分為系裡可以領用的和需要從外邊訂購的。系裡發了一本目錄,上面列出了可以直接領取的試劑,其他的就需要從外邊的試劑公司訂購了,和在北大的時候一樣,也是從Aldrich,Acros,Alfa Aesar等公司訂購,一般2-3天才能送來,還是不如國內的快啊。

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系裡的領物處。

黃色的是領雜物的地方,紅色的是領試劑的窗口。每個人有一張卡,在讀卡器上照一下即可領物了。這裡的試劑都是可以散領的,就像二十年前去商店打醬油一般。

自己準備一個瓶子,交給工作人員,並說明需要什麼和多少量即可。即使很便宜的試劑也可以只買一兩克,這樣倒是最大限度的避免了浪費。當然,味道比較大的試劑就需要自己把大瓶子帶回實驗室分裝,之後再送回來。他們稱一下瓶子減輕了多少就按此算錢了。

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領溶劑的地方。

這裡沒有大瓶的溶劑,是用鐵桶在這裡接的。所以每個實驗室都配有不少這樣的鐵罐。一個罐子看起來比我們以前用的2.5 L石油醚的瓶子大不了多少,卻標稱能裝5 L。打回去的溶劑做萃取等一般用途還可以,如果要過柱用就需要蒸餾一下。

早就聽說TUM的核磁不錯,開始做實驗之後確實體會到了。TUM的化學系配有有900 MHz 1臺、750 MHz 1臺,主要用於生物樣品測定;500 MHz 2臺,400 MHz 1臺,360 MHz 1臺,250 MHz 1臺,是有機和高分子系常用的儀器。據說還要再買2臺500 MHz的儀器。所有的儀器全是Bruker的,可見德國人還是偏愛自己的產品,美國的Varian在這邊插不了手啊。這邊的核磁不能自己操作,而是通過自動進樣器和自動化程序來提交核磁樣品,儀器自動做完後再通過聯網下載核磁譜。還有一臺核磁有專人操作,可以送樣。

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250MHz核磁的自動進樣器。

管子插到轉子裡放入自動進樣器,在電腦上登記後即可排隊等待了。機械手會把核磁管和轉子一起送進儀器,做完後會自動抓出來。這臺儀器因為比較弱,沒多少人用,自動進樣器上經常是空的,提交的樣品可以馬上開始做。這臺儀器適合於做已知物的譜或簡單監測反應用。

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左邊是一臺360 MHz的儀器,可做氫譜、碳譜、DEPT譜和F,P譜等,是有機常用的儀器。右邊是一臺買來不久正在調試的500 MHz儀器,配了低溫探頭,可將靈敏度提高到800 MHz儀器的水平。以後開放了不知能做什麼譜。

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這臺500 MHz的核磁可以做氫譜和各種二維譜,但是不能做碳譜。二維譜也是通過自動化軟件設置,儀器自動做的。

這種核磁的管理方法和北大的實驗室相比有不少好處。自動化軟件的使用十分簡單,新人不需培訓就能使用,免去了培訓核磁使用方法的時間;用自動進樣器提交樣品,即使做核磁的人較多也不需要等待,把樣品放入即可離去,節省了等待的時間,讓學生可以把最少的時間花在常規測定上。自動化軟件做出的核磁譜圖效果比較好,自動勻場在大部分情況下都能做的不錯。

缺點就是自動化軟件做的速度不夠快,自動鎖場勻場花費的時間比較多,一個只掃描16次氫譜的樣品就可能需要10分鐘或更多。不過在儀器數量足夠多的地方,這就不是什麼問題了。據說國內很多其他高校也開始購買配有自動進樣器的核磁儀器了。

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由於每項工作都有專人負責管理,課題組的運行按部就班,井然有序。我剛來沒幾天,秘書就把我需要辦理的所有文件交待組裡的中國博後和博士生轉給我,讓我得以儘快辦理手續;組內的工作人員給我進行了安全培訓;負責網絡的博士生很快幫我弄好了網絡連接,並把我的相關信息放在了課題組主頁上。

在與組裡的德國學生聊天的時候得知,這個組在德國的課題組中算是管理比較自由靈活的。在本地有些課題組對學生的工作時間是要求很嚴,週末也要讓學生來幹活,比如慕尼黑大學的Trauner。想想人家是從UC Berkeley轉過來的,就不難理解了。

我們組裡週末和法定假日導師肯定是不要求學生來幹活的,只有幾個博後會在週末自己主動來做實驗,德國學生一般不會來。導師對每天的工作時間也沒有硬性要求,一般不會在這個問題上說什麼,可能主要看學生的工作成果吧。大部分德國人在9點以後來,晚上從5點到7點陸續離開。個別勤奮的人會在8點來,晚上6-7點走。

每年的休假制度上一篇裡已經說過了,一切都是按制度行事,沒什麼特殊的。組裡的德國學生告訴我,Bach教授自己在讀研究生的時候放棄了很多休假,看來是個努力的好同學啊。但和學生聊天的時候,Bach教授對學生說現在覺得還是休假好,並不鼓勵學生放棄休假。作為導師和學生這麼說,可是與我之前所見過的很多導師有天壤之別啊。可能在人生經歷豐富了以後,他還是會更多的考慮生活和家庭吧。

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組裡安排每週開一次全體人員的組會,內容是每次2個人彙報半年內的工作進展,之後大家提問並討論,大概持續2個小時。每個學期開始時會將這個學期的組會安排發到課題組網頁上。除此之外,課題組的學生還要參加每週一次的文獻報告,每次2個人講文獻(博士後不參加),這個與我們國內的習慣相同。

不過講文獻的時候他們不用PPT,而是在黑板上寫寫畫畫。導師還經常會根據最新的文獻出題,讓大家討論某一反應的機理,或是一些分子的合成。他會每週寫出3-4頁A4紙的題目事先發下來,寫的很認真。研究生會和導師在文獻報告的時間進行討論。感覺這裡導師對研究生的關心不僅是在科研上,他們對讓研究生打下更堅實的基礎知識還是花了不少力氣的。在國內倒是還沒有聽說過哪位導師這樣做。

我們的課題組把研究工作方向相近的3-4個學生分為幾個小組,大約每個月與導師一起開一次小組會,工作彙報就是在小組會上進行的。在會上每個人會彙報自己近期的工作和下一步的研究計劃,並與他人一起討論。

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